c第二章 曲柄连杆机构[章节讲课]

1、第二章第二章 机体组和曲柄连杆机构机体组和曲柄连杆机构 一、概述一、概述 1 、曲柄连杆机构的作用、曲柄连杆机构的作用 把燃气作用在活塞顶的力转变为曲轴的转矩。 2 、组成、组成 机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组 3 、工作条件、工作条件 高温、高压、高速、化学腐蚀 4 、气体作用力、气体作用力 进气、排气气体压力较小，对机件影响不大。 气体作用力随活塞位移而变化，造成曲轴轴径等处磨损不均匀和气缸壁磨损不 均匀。 1章节课件 2章节课件 5 、往复惯性力和离心力、往复惯性力和离心力 （1）往复惯性力与活塞、活塞销、连杆小头质量及曲轴转速有关； （2）离心力与曲柄半径、旋转部分质量及曲轴转速有关。

2、 3章节课件 二、机体组二、机体组 1 、机体组的功用及组成、机体组的功用及组成 主要由机体、气缸盖罩、气缸盖、油底壳、主轴承盖等组成。 机体组是曲柄连杆机构、配气机构和其他各系的装配基体。 4章节课件 2 、机体结构、机体结构 （1）曲轴箱与气缸体的结构形式 a 平底式（一般式） b 龙门式 c 隧道式 5章节课件 （2）气缸排列形式 单列式、V型、对置式 6章节课件 （3）气缸套形式 无缸套、干缸套、湿缸套 7章节课件 8章节课件 9章节课件 3、气缸盖、气缸盖 （1） 作用及组成作用及组成 封闭气缸上部，并与活塞顶部和气缸壁一起形成燃烧室。 对顶置式发动机，一般应有进排气门座、气门导管、

3、冷却水套、火花塞或喷油泵安装 孔等。 10章节课件 11章节课件 （2） 气缸盖的结构形式气缸盖的结构形式 单体气缸盖：只覆盖一个气缸 块状气缸盖：覆盖两个以上气缸 整体气缸盖：覆盖所有的一列气缸 12章节课件 （3） 燃烧室种类燃烧室种类 对燃烧室的要求： a 结构尽可能紧凑，冷却面积小； b 压缩终了气体具有一定涡流运动； c 增大进气门面积。 燃烧室种类： 楔形：充气效率高，燃烧速度快，动力性和经济性好，但工作粗暴。 倒盆形：结构简单，进气阻力大。 半球形：充气效率高，散热损失小。 蓬形：与半球形相仿，高速性好。 多球形：结构紧凑，气道平直，可产生挤气涡流。 13章节课件 14章节课件

4、（4） 气缸盖冷却气缸盖冷却 气缸盖的冷却水套与气缸体相通，利用循环水冷却燃烧室等高温部分。 4、气缸衬垫、气缸衬垫 保持气缸密封不漏气，保证机体流向气缸盖的冷却液和机油不泄漏。 （1）工作条件工作条件：高温、高压、一定的腐蚀。 （2）要求：要求：足够强度；耐热耐腐蚀；具有一定弹性；拆装方便。 （3）种类种类： a 金属石棉衬垫：使用最多 b 金属复合材料衬垫 c 全金属衬垫 15章节课件 16章节课件 5、油底壳、油底壳 （1）作用作用：储存机油并封闭曲轴箱 （2）特点特点：a 局部做的较深； b 内设挡板； c 下设放油塞。 17章节课件 6、发动机支承、发动机支承 （1）形式形式：三点或

5、四点支承 （2）特点特点：支承必须是弹性 18章节课件 19章节课件 三、活塞连杆组三、活塞连杆组 活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆等。 1、 活塞活塞 （1）作用作用：承受气体压力，并将其传给活塞销。 （2）工作条件工作条件：高温、高压、高速。 要求要求：质量小，具有一定强度和刚度；热膨胀系数小； 导热性好；耐磨。 （3）材料材料：广泛采用铝合金 20章节课件 （4）构造构造：活塞包括顶部、头部和裙部 21章节课件 a 顶部 顶部形状与选用的燃烧室形式有关。 22章节课件 b 头部： 活塞环槽以上的部分。 作用：承受气体压力，并传给连杆；与活塞环一起实现密封；将活塞顶吸收的热量通过环

6、传 到气缸壁。 23章节课件 24章节课件 c 裙部： 油环槽下端面至活塞底面 的部分，为活塞在气缸内作往 复运动导向和承受侧压力。 由于活塞裙部在受热后会 产生变形，因此，为保证活塞 与气缸壁之间适当的间隙，活 塞裙部在冷态下具有一定的形 状。 另一方面，为减小裙部的 热变形，可采取一些措施。 25章节课件 26章节课件 在现代汽车发动机上广泛采用半拖鞋式裙部或拖鞋式裙部的活塞。 优点： 质量轻，比全裙式活塞轻1020， 适应高速发动机减小往复惯性力的需要。 裙部弹性好，可以减小活塞与气缸的配 合间隙。 能够避免与曲轴平衡重发生运动干涉。 27章节课件 为减少敲缸，活塞销座轴线向在作功行程中

7、受侧压力的一面偏12mm。 28章节课件 为减小活塞头部和顶部的热负荷，对活塞可进行油冷却。主要有自由喷射冷却、振荡冷却法和 强制冷却法。 29章节课件 2、 活塞环活塞环 活塞环包括气环和油环。 活塞环的工作条件是高温、高压、高速和交变应力。 广泛应用的活塞环材料是合金铸铁。 30章节课件 （1）气环）气环 A 作用作用：密封和导热 B 密封原理密封原理：在环的弹力和燃气压力的作用下，使燃气不能通过环与缸壁接触面及环与槽的接 触面窜到曲轴箱。 31章节课件 C 开口形状开口形状：直开口、阶梯形和斜开口 32章节课件 33章节课件 D 断面形状：断面形状： 34章节课件 35章节课件 矩形环矩

8、形环，工艺和导热性好，但会产生泵油现象； 36章节课件 锥面环锥面环，磨合性好，但传热差； 37章节课件 扭曲环扭曲环，不泵油，易磨合，广泛应用； 38章节课件 梯形环梯形环，可将环槽中杂质挤出，用于柴油机； 39章节课件 桶面环桶面环，密封好，但工艺复杂； 40章节课件 顶岸环顶岸环，密封性好。 41章节课件 （2） 油环油环 A 作用：刮油 a）活塞下行）活塞下行 b）活塞上行）活塞上行 42章节课件 B 类型：槽孔式、槽孔撑簧式、钢带组合 43章节课件 44章节课件 45章节课件 （3）活塞环组合）活塞环组合 依各环的特点，从提高密封性、刮油能力和润滑性角度出发， 可选择不同的组合方式。

9、 3、 活塞销活塞销 用于连接活塞和连杆小头，并将活塞承受 的气体作用力传给连杆。 要有足够强度、刚度和耐磨性，质量要轻。 一般用低碳钢或低碳合金钢制造。 内孔形状有圆柱形、两段截锥形、组合形。 46章节课件 4、 连杆连杆 （1）作用：）作用：将活塞承受的力传给 曲轴。 （2）受力）受力：承受压缩、拉伸和弯 曲等的交变载荷，要求足够强度、 刚度，质量小。 一般用中碳钢或合金钢模锻而 成。 （3）构造）构造：一般包括连杆衬套、 连杆小头、杆身、连杆大头、连杆 轴瓦、连杆盖和螺栓组成。 47章节课件 A 连杆小头连杆小头 与活塞销连接，有全浮和半浮两种连接方式。 48章节课件 49章节课件 B

10、杆身杆身 做成工字形，有些加工有油道。 50章节课件 C 连杆大头连杆大头 与曲轴的曲柄销连接。 51章节课件 一般做成剖分式的：平切口和斜切口。 两种切口方式有不同的定位。 52章节课件 D 连杆轴瓦连杆轴瓦 是装在连杆大头的分成两半的滑动轴承。一般厚13mm。 轴瓦背面冲出凸台，以防止轴向移动或转动。 有些内表面加工油槽。 53章节课件 E V型发动机连杆型发动机连杆 左右两列气缸连杆支于同一个曲柄销上。 a 并列连杆式并列连杆式：可通用，活塞运动规律相同，但增加发动机长度； b 主副连杆式主副连杆式：不能互换，运动规律及受力不同。 c 叉形连杆叉形连杆：运动规律相同，但刚度不高，工艺复杂

11、。 54章节课件 四、曲轴飞轮组四、曲轴飞轮组 主要由曲轴和飞轮及其他不同作用的零件和附件组成。 55章节课件 1、 曲轴曲轴 （1）作用、工作条件和材料 作用：曲轴承受连杆传来的力，并由此造成绕其本身轴线的力矩。 工作条件：承受周期性的弯曲和扭转载荷。 材料：一般用中碳钢或中碳合金钢模锻。 （2） 构造 曲轴由曲柄销、曲柄臂及主轴颈构成的单元曲拐组成。 56章节课件 A 、按曲拐连接方式：整体式和组合式 57章节课件 58章节课件 B 、按支承方式：全支承和非全支承 59章节课件 （3）润滑性：对实心结构，其润滑靠内部油道，对空心，靠其中油管。 60章节课件 （4）发动机工作顺序和曲拐的布置

12、 在选择发动机工作顺序时，应注意以下几点： 1) 应该使接连作功的两个气缸相距尽可能的远，以减轻主轴承载荷 和避免在进气行程中发生抢气现象。 2) 各气缸发火的间隔时间应该相同。发火间隔时间若以曲轴转角计 则称发火间隔角。在发动机完成一个工作循环的曲轴转角内，每个 气缸都应发火作功一次。对于气缸数为 i 的四冲程发动机，其发火 间隔角应为720/i，即曲轴每转720/i 时，就有一缸发火作功，以 保证发动机运转平稳。 3) V型发动机左右两列气缸应交替发火。 61章节课件 62章节课件 63章节课件 发动机曲拐的相对位置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。 64章节课件 65章节课件 66章节课件 （5） 曲轴的密封性 A、曲轴前端：借甩油盘和橡胶油封密封。 67章节课件 B、曲轴后端：有多种形式。 68章节课件 2、 曲轴扭转减震器曲轴扭转减震器 在发动机前端装扭转减震器衰减曲轴扭矩。 （1） 橡胶扭转减震器 （2）硅油扭转减震器 （3）硅油橡胶扭转减震器 69章节课件 70章节课件 3、 飞轮飞轮 用于储存发动机的能量。 要求转动惯量尽量大。 是离合器的主动件。 有用于起动的飞轮齿圈